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　　焦化工藝流程簡介

　　?焦化廠主工藝流程和車間配置：

　　備煤：來煤的卸車和倒運至煤場儲存，通過皮帶將不同煤種的煤送配煤盤按一定配煤比混合，再送粉碎機粉碎后通過皮帶送往焦爐煤塔。

　　煉焦：裝煤車從煤塔取煤裝入焦爐，生成焦炭和荒煤氣，焦炭熄滅后篩除焦粉通過皮帶送往煉鐵；荒煤氣送回收車間。

　　回收：經(jīng)煤氣鼓風機將荒煤氣抽入系統(tǒng)，通過除油、脫硫脫氰、脫氨、脫苯等，生成比較潔凈的焦爐煤氣外送，同時得到不同的化學產(chǎn)品。

　　精制：（目前已拆除）對回收分離出的粗焦油進行深加工，得到不同的化工產(chǎn)品。

　　干熄焦（目前只針對3、4#焦爐）：將焦爐推出的赤熱紅焦通過冷惰性氣體（氮氣）冷卻至200度以下，轉(zhuǎn)運至篩焦。

　　焦炭與煉焦用煤的準備

　　?焦炭

　　什么是焦炭：由煙煤、瀝青或其他液體碳氫化合物為原料，在隔絕空氣的條件下干餾得到的固體產(chǎn)物都可稱為焦炭。

　　根據(jù)焦炭的用途分類：（根據(jù)原料煤的性質(zhì)，干餾的條件不同）用于高爐煉鐵的稱為高爐焦，用于沖天爐熔鐵的稱為鑄造焦；用于鐵合金生產(chǎn)的稱鐵合金用焦，以及氣化用焦、電石用焦等。

　　焦碳的一般性質(zhì)：焦炭是一種質(zhì)地堅硬，多孔、呈銀灰色并有不同粗細裂紋的碳質(zhì)固體塊狀材料，其相對真密度為1.8～1.95，堆積密度為400～520kg/m3

　　焦炭的化學組成及高爐焦質(zhì)量指標

　　工業(yè)分析：水分、灰分、揮發(fā)分和固定碳（主要元素：C、H、O、N、P、S）

　　水分：焦炭的水分與煉焦煤料的水分無關(guān)，也不取決于煉焦工藝條件，主要受熄焦方式的影響。

　　灰分：主要成分是SiO2和Al2O3。

　　揮發(fā)分：焦炭的揮發(fā)分是焦炭成熟程度的標志，與煉焦煤料和煉焦最終溫度有關(guān)。

　　硫分：受煉焦煤料影響，使生鐵的主要有害雜質(zhì)。

　　磷分：含量較少，主要受煉焦煤料影響。

　　B、機械強度：我國采用米庫姆轉(zhuǎn)鼓實驗方法測定焦炭的機械強度。

　　抗碎強度（俗稱M40）：焦炭在外力沖擊下抵抗碎裂的能力稱為焦炭的抗碎強度。

　　耐磨強度（M10）：焦炭抵抗摩擦力破壞的能力，稱為焦炭的耐磨強度。

　　C、篩分組成：焦炭塊度＞80mm、80～60mm、60～40mm、40～25mm各粒級百分比。

　　D、焦炭的熱性質(zhì)：

　　反應(yīng)性（CRI）：焦炭在1100℃時與CO2的反應(yīng)能力。

　　反應(yīng)后強度（CSR）：高溫轉(zhuǎn)鼓試驗反映出焦炭在高溫下的熱破壞比常溫轉(zhuǎn)鼓試驗更接近于高爐內(nèi)的情況。

　　煉焦用煤

　　我國煤的分類根據(jù)半工業(yè)和實驗室的試驗基礎(chǔ)上，對無煙煤、煙煤、褐煤進行分類，共14類，煙煤分為12類

　　單種煤的結(jié)焦特性：（分別介紹氣、肥、焦、瘦、1/3焦、氣肥煤）

　　氣煤：變質(zhì)程度低，揮發(fā)分含量較高，粘結(jié)性低，容易形成縱裂紋，焦炭碎，強度低。可提高煤氣和化學產(chǎn)品產(chǎn)率。

　　肥煤：中等變質(zhì)程度的煤，粘結(jié)性高，容易形成橫裂紋，強度高，耐磨性差。

　　焦煤：是單獨成焦最好的煉焦煤，焦炭塊度大、裂紋少，耐磨性好，在配煤中起到提高焦炭強度的作用。

　　瘦煤：粘結(jié)性不高，適當配入瘦煤可加大焦炭塊度，配入量過多，則降低配煤粘結(jié)性，使焦炭耐磨性下降，質(zhì)量不好。

　　1/3焦煤：是過渡性煤種，介于焦煤、肥煤、氣煤之間，有較高的粘結(jié)性，是配煤煉焦的骨架煤之一。

　　氣肥煤：是揮發(fā)分和粘結(jié)性都較高的特殊煤種。

　　配合煤概念、配合煤質(zhì)量

　　?配合煤概念：由于單種煤的結(jié)焦特性不同,為了得到符合質(zhì)量要求的焦炭,同時降低煉焦成本,必須把不同牌號的煤配合使用。

　　配煤原則：滿足焦碳質(zhì)量要求；擴大煉焦煤資源；有利于增產(chǎn)化學產(chǎn)品、降低配合煤成本等。

　　配煤比制定方法：通過對各單種特性參數(shù)進行加權(quán)計算，得到配煤比；再通過小焦爐試驗確認配比是否合乎要求。

　　?配合煤質(zhì)量

　　水分：配合煤水分多少和穩(wěn)定與否，對焦炭產(chǎn)量、質(zhì)量以及焦爐壽命有很大影響。

　　灰分：焦炭的灰分來自配合煤，因此要嚴格控制配合煤灰分。

　　硫分：煤中硫分約60%～70%轉(zhuǎn)入焦炭。

　　揮發(fā)分：配合煤的揮發(fā)分高低，決定煤氣和化學產(chǎn)品的產(chǎn)率，同時對焦炭強度也有影響。

　　粘結(jié)性：是配合煤在煉焦時能形成塑性物的性能

　　細度：是煤料經(jīng)過粉碎后，小于3mm的煤料占全部煤料的質(zhì)量百分數(shù)，一般要求控制在80%左右。

　　?配合煤流程

　　先配后粉流程：將參與煉焦的單種煤按配煤比例先配合好，然后進行粉碎。

　　先粉后配流程：對參與煉焦的單種煤，按性質(zhì)不同進行不同細度的粉碎，然后按配煤比混合均勻。

　　選擇性粉碎流程：將粉碎與篩分結(jié)合，煤料經(jīng)過篩分裝置，大顆粒的篩上物進入粉碎機在粉碎。

　　焦爐及其設(shè)備

　　?焦爐

　　焦爐結(jié)構(gòu)：

　　爐頂區(qū)：位于爐體最上部，設(shè)有看火孔、裝煤孔和從炭化室導出荒煤氣的上升管孔。厚度按保證爐體強度和降低爐頂溫度的要求確定。

　　燃燒室：燃燒室是煤氣燃燒的地方，經(jīng)過與兩側(cè)炭化室的隔墻向炭化室提供熱量。

　　炭化室：裝爐煤在炭化室內(nèi)經(jīng)高溫干餾變成焦炭。

　　蓄熱室：為了回收利用焦爐燃燒廢氣的熱量預熱貧煤氣和空氣，在焦爐爐體下部設(shè)置蓄熱室。

　　斜道區(qū)：位于燃燒室和蓄熱室之間的通道。

　　小煙道、煙道、煙囪：廢氣導出的通道。

　　?焦爐分類

　　A按裝煤方式：頂裝和側(cè)裝。

　　B按加熱用煤氣種類：復熱式和單熱式。

　　C按空氣和加熱用煤氣供入方式：側(cè)入式和下噴式。

　　D按氣流調(diào)節(jié)方式：上部調(diào)節(jié)式和下部調(diào)節(jié)式。

　　E按拉長火焰方式：多段加熱式、廢氣循環(huán)式和高低燈頭式。

　　焦爐爐型簡介：我廠現(xiàn)有四座焦爐為兩座2×42孔的JN43-58型焦爐，兩座2×45孔JN43-80型焦爐，現(xiàn)有四座焦爐均為4.3m焦爐。設(shè)計總生產(chǎn)能力約110多萬噸/年。

　　以JN43-80型焦爐為例：

　　設(shè)計生產(chǎn)能力：60萬噸/年（2×42孔）。

　　炭化室有效容積：23.9m3

　　炭化室尺寸（mm）：全長14080；有效長13280；全高4300；有效高4000；平均寬450；錐度50；中心距1143。

　　立火道：個數(shù)28；中心距480。

　　加熱水平（從立火道蓋頂磚的下表面到炭化室蓋頂磚下表面之間距離）：800mm。

　　設(shè)計結(jié)焦時間：18h。

　　在建的5號焦爐為1×60孔的JN60-6型6m焦爐，設(shè)計生產(chǎn)能力60萬噸/年。

　　焦爐用耐火材料：硅磚、粘土磚、高鋁磚

　　硅磚：主要用于燃燒室、斜道和蓄熱室等焦爐重要部位，占全爐總量的80%左右。

　　粘土磚：蓄熱室封墻、小煙道襯磚、蓄熱室格子磚及爐門襯磚、爐頂及上升管襯磚。

　　高鋁磚：燃燒室爐頭及炭化室鋪底磚的爐頭部位。

　　護爐設(shè)備：包括爐柱、小爐柱、保護板、縱橫拉條、彈簧和機焦側(cè)操作臺。

　　作用是對砌體施加保護性壓力，使砌體在烘爐及生產(chǎn)過程保持整體性，避免在溫度及機械力沖擊下產(chǎn)生破損。

　　煤氣設(shè)備：我廠復熱式焦爐配有兩套加熱系統(tǒng)。

　　煤氣總管：設(shè)有開閉器，調(diào)節(jié)和切斷全爐煤氣。焦爐煤氣總管上有預熱器。

　　主管：設(shè)有煤氣壓力自動調(diào)節(jié)翻板，自動保持煤氣壓力的規(guī)定值。

　　分管：煤氣分管上有調(diào)節(jié)旋塞、交換旋塞和孔板盒、水封槽等。

　　廢氣設(shè)備：

　　交換開閉器：控制進入蓄熱室的加熱煤氣、空氣和排出燃燒室所生成的廢氣的設(shè)備。

　　總、分煙道翻板：是用來調(diào)節(jié)和穩(wěn)定煙道吸力的設(shè)備。

　　交換設(shè)備：是用于切換焦爐加熱系統(tǒng)氣體流動方向的動力設(shè)備和傳動機構(gòu)，包括交換機和交換傳動裝置。每隔20分鐘交換一次，每次動作所需時間46.6秒。

　　交換機操作步驟：關(guān)煤氣→交換廢氣和空氣→開煤氣

　　荒煤氣導出設(shè)備：上升管和橋管、水封閥、集氣管、吸氣管、氨水噴灑管。

　　焦爐機械（四大車）

　　裝煤車：是頂裝焦爐頂上往炭化室裝煤的焦爐機械。新車功能：打開裝煤孔蓋、清掃裝煤孔、除塵

　　攔焦車：是把從炭化室推出的赤熱焦炭導入熄焦車內(nèi)的焦爐機械。

　　熄焦車：接受焦炭，送往熄焦塔熄焦，然后送回焦臺。（電機車和焦罐：送干熄焦）

　　推焦車：開啟和清掃機側(cè)爐門、推焦、平煤。

　　四車定位系統(tǒng)和三車連鎖系統(tǒng)

　　焦爐生產(chǎn)

　　1、焦爐的三班操作

　　①、裝煤：煤塔貯煤，從貯煤塔取煤，裝煤與平煤。

　　裝煤注意事項

　　a設(shè)計貯煤塔容量一般盡量保證焦爐有16h用量

　　b取煤時，必須按車間規(guī)定的順序進行，同一排放煤嘴，不準連續(xù)放幾次煤。

　　c裝煤車接煤前后進行稱量，正確計量裝入炭化室內(nèi)實際煤量，保證炭化室煤量準確。

　　d裝平煤原則：先兩側(cè)后中間，力求裝滿煤，平好煤，不缺角、少冒煙為原則。

　　②、推焦

　　a推焦計劃的制定：

　　周轉(zhuǎn)時間：一個炭化室兩次推焦相距的時間，即包括煤的干餾時間和推焦裝煤的操作時間。對全爐來說，周轉(zhuǎn)的時間也是全部炭化室進行一次推焦所需的時間。（18h）

　　操作時間：指某一炭化室從推焦、平煤、關(guān)上小爐門再至下一爐號開始摘門所需時間，即相鄰兩個特區(qū)炭化室推焦的間隔時間。（10~12min）

　　檢修時間：全爐所有炭化室都不出爐的間歇時間，周轉(zhuǎn)時間分為總操作時間和檢修時間。

　　結(jié)焦時間：煤在炭化室內(nèi)高溫干餾后的時間，一般規(guī)定從平煤桿進入炭化室到推焦桿開始推焦的時間間隔。

　　推焦順序：9—2順序、5—2順序、2—1順序

　　9--2順序：我國普遍采用的順序。

　　（數(shù)字代表炭化室號，9—2順序不編0號炭化室）

　　1 11 21 31 41 51 61 71 81 91

　　3 13 23 33 43 53 63 73 83 93

　　5 15 25 35 45 55 65 75 85

　　7 17 27 37 47 57 67 77 87

　　9 19 29 39 49 59 69 79 89

　　2 12 22 32 42 52 62 72 82 92

　　4 14 24 34 44 54 64 74 84

　　6 16 26 36 46 56 66 76 86

　　8 18 28 38 48 58 68 78 88

　　b推焦操作

　　推焦一般注意事項：

　　1、每次推焦打開爐門時間按推焦計劃不允許提前或落后5min，摘爐門后，應(yīng)清掃爐門、爐門框等上的焦油和沉積炭。

　　2、推焦機與攔焦機之間應(yīng)有信號裝置。

　　3、推焦機司機要記錄推焦時間、裝煤時間和推焦最大電流。

　　4、關(guān)閉爐門后，嚴禁爐門及小爐門冒煙、冒火。

　　5、炭化室摘開爐門的敞開時間不應(yīng)超過7分鐘。

　　6、腳餅推出到裝煤開始的空爐時間不宜超過8分鐘。

　　7、禁止推生焦和相鄰炭化室空爐時推焦。

　　8、嚴禁用變形的推焦桿和變形桿頭推焦。

　　推焦電流監(jiān)視：

　　1、推焦電流因不同焦爐及爐體狀況及不同推焦機而不同，應(yīng)根據(jù)具體情況規(guī)定焦爐的最大推焦電流，防止造成爐墻損壞變形。

　　2、當推焦桿啟動時，焦炭首先被壓縮，推焦阻力達到最大，此時指示的電流為推焦最大電流。

　　3、爐墻石墨情況也影響推焦電流大小，推焦電流的變化對監(jiān)視爐墻的石墨情況提供了一定的依據(jù)。

　　難推焦的處理。

　　焦爐推焦是推焦電流超過規(guī)定的最大電流時成為難推焦。

　　焦餅一次推不動，再推第二次時一般稱為二次焦事故。原因：加熱制度不合理，爐墻石墨沉積過厚，爐墻變形，平煤不良，原料煤的收縮值過小以及推焦桿變形等。

　　遇到難推焦號時，應(yīng)立即停止推焦，嚴禁不查明原因延續(xù)推焦。查明原因并采取相應(yīng)措施后方可在此推焦。

　　推焦操作的考核指標（K1、K2、K3）。

　　推焦計劃系數(shù)K1：計劃表中計劃結(jié)焦時間與循環(huán)圖表中規(guī)定結(jié)交時間的偏離。

　　推焦執(zhí)行系數(shù)K2：用以評定班推焦計劃實際執(zhí)行的情況。

　　推焦總系數(shù)K3：K3=K1×K2，用以評定焦化廠和煉焦車間在遵守規(guī)定的結(jié)焦時間方面的管理水平，代表焦爐操作的總情況。

　　③、熄焦

　　由于煤干餾成焦的最終溫度為950°~1050°C，所以從炭化室內(nèi)推出的是赤熱的焦炭，將它熄滅至300°C以下的過程，稱熄焦。可分濕法熄焦和干法熄焦兩種。

　　濕法熄焦：直接向紅焦灑水將其熄滅至300℃以下，包括接焦、熄焦、晾焦及放焦等操作。

　　干法熄焦：干熄焦是利用冷的惰性氣體（氮氣）在干熄爐中與赤熱紅焦換熱從而冷卻紅焦，吸收了紅焦熱量的惰性氣體將熱量傳給干熄焦鍋爐產(chǎn)生蒸汽，被冷卻的惰性氣體再由循環(huán)風機鼓入干熄爐內(nèi)冷卻紅焦。干熄焦鍋爐產(chǎn)生的高壓蒸汽用于發(fā)電。

　　2、焦爐加熱系統(tǒng)

　　加熱用煤氣：焦爐煤氣和高爐煤氣

　　焦爐煤氣主要成分是H2和CH4，熱值高有17600KJ/m3。焦爐煤氣燃耗，可燃成分高，熱值高，加熱系統(tǒng)阻力小，煤焦耗熱量低，增減煤氣流量時，焦爐然是溫度變化比較靈敏。

　　高爐煤氣主要成分是CO和N2，熱值較低4000 KJ/m3，劇毒無味。

　　高爐煤氣不可燃成分高，熱值低，燃燒速度慢，高向加熱均勻，耗熱量高，加熱系統(tǒng)阻力大，須經(jīng)蓄熱室加熱，要求爐體嚴密，因毒性大，要求管道設(shè)備嚴密。

　　空氣系數(shù)：為了保證燃料完全燃燒，實際供給的空氣量必須多與理論所需空氣量，兩者之比較空氣系數(shù)a

　　3、溫度與壓力制度的確定

　　焦爐加熱制度包括：溫度制度、壓力制度與煤氣流量和空氣量的供給等。

　　①溫度制度：標準溫度、橫排溫度。

　　標準溫度與直行溫度：是指機、焦側(cè)測溫火道平均溫度的控制值，是在規(guī)定結(jié)焦時間內(nèi)保證焦餅成熟的主要溫度指標。

　　橫排溫度：同一燃燒室的各火道溫度，稱為橫排溫度。由于炭化室寬度由機側(cè)往焦側(cè)逐漸增加，裝煤量也逐漸增加，為保證焦餅沿炭化室長向同時成熟，每個燃燒室各火道溫度，應(yīng)當由機側(cè)向焦側(cè)逐漸增高。

　　邊火道溫度：焦爐機、焦側(cè)兩端火道的溫度。一般要求邊火道溫度不低于1100℃。

　　蓄熱室頂部溫度：為防止因蓄熱室高溫而將格子磚燒熔，應(yīng)嚴格控制蓄熱室溫度。

　　小煙道溫度：即廢氣排出溫度，為保持煙囪應(yīng)有的吸力，小煙道溫度不低于250℃。

　　爐頂空間溫度：是指炭化室頂部空間荒煤氣溫度，對化學產(chǎn)品的產(chǎn)率與質(zhì)量以及爐頂石墨生長有直接影響。

　　焦餅中心溫度：焦餅中心溫度是焦炭成熟的指標。

　　壓力制度：

　　?焦爐壓力制度確定的原則：

　　1、炭化室底部在任何情況下均應(yīng)大于相鄰同標高的燃燒系統(tǒng)壓力和大氣壓力。

　　2、在同一結(jié)焦時間內(nèi)，燃燒系統(tǒng)沿高度方向的壓力分布應(yīng)保持穩(wěn)定。

　　集氣管壓力：是根據(jù)吸氣管正下方炭化室底部壓力在結(jié)焦末期不低于5Pa來確定的。

　　看火孔壓力：實際操作中，在控制看火孔壓力為基準來確定燃燒系統(tǒng)的各點壓力，在各種周轉(zhuǎn)時間下，看火孔壓力均應(yīng)保持－5～5Pa。

　　蓄熱室頂部吸力：與看火孔壓力是相關(guān)的。

　　分煙道吸力：控制分煙道吸力大小應(yīng)盡量使蓄熱室頂部吸力穩(wěn)定。

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